波浪作用下桩桩周围局部冲刷研究

通过系统的物理模型试验,考虑波高、周期、水深、泥沙粒径、桩柱直径等影响因素,研究桩柱周围的局部冲刷形态、尺度高。分析了桩柱周转局部产中刷的三种基本类型,得出最大冲刷深度随波数的变化规律,提出了最大冲刷黉度的计算方法。     

波浪作用于垂直桩柱上的横向力

海上钻井采油平台第海工建筑物多数支承在钢质或钢筋混凝土桩柱上,通常,桩柱除受到与波向平行的正向力作用外,还存在着横向力(升力).不少中外学者对水流(包括振荡流)和规则波作用于杆件的升力问题曾做过大量工作,Sarpkaya^[1]测量了简谐振荡流中杆件上的升力,并对他人的工作做了很好的小结.     

海洋结构物小尺度桩柱的水动力系数研究与进展

本文主要归纳了基于Morison方程求解小尺度桩柱的水动力系数方面的研究成果。分别从单桩柱和群桩两个方面对水动力系数的研究成果,包括纯波、波流混合、横向力、直立桩柱、倾斜桩柱、复杂结构桩柱、粗糙度等进行了阐述,给出了在波流条件下水动力系数的变化规律;归纳了当前水动力系数的求解方法;介绍了在水动力系数的物模实验、数值仿真以及实验数据处理方法上的研究进展,并提出了相关研究的建议。     

潮流作用下海洋平台桩基冲刷过程及冲刷深度计算

对埕岛油田典型平台周边多年监测所得的水深资料进行了分析研究,探讨了平台在潮流作用下的桩基冲刷过程及冲刷坑形态与分布,并选取经验公式对平台桩基极限冲刷深度进行了计算,计算结果与实测结果比较表明,所选公式在埕岛海域具有较好的适用性。     

张力腿平台水动力参数计算

张力腿平台作为一种深水平台 ,其半顺应半固定的运动特征 ,成为在复杂的深海海洋环境中进行海洋石油勘探、开采一种重要结构型式。在张力腿平台波浪载荷的计算中根据产生波动流场的因素不同将波浪载荷分为绕射效应和辐射效应。本文对辐射效应深入研究并以附加质量、附加阻尼等水动力参数的形式计算了辐射效应对张力腿平台的载荷影响。在计算水动力参数时将平台简化为浮式直立柱群 ,采用势流理论 ,引进改进平面波法计入柱体间水动力相互作用得到辐射波速度势的半解析解 ,引入大间距假设、通过非平面波修正 ,精确地求解了柱群的辐射波的载荷作用     

中性网格对圆桩局部冲刷的水动力弱化及防护效果分析

针对水下桩墩的局部冲刷问题,提出一种适用范围广、防冲促淤效果显著的防护措施。该防护措施把一种相对密度略大于水、几何特征特殊的中性网格结构完全覆盖在冲刷坑或可能出现冲刷坑的床面上,以减弱冲刷坑内水动力,促进泥沙落淤,达到减轻局部冲刷的目的。通过数值模拟和水槽试验探讨了中性网格结构对圆桩周围冲刷坑内水动力及床面形态的影响,并研究了网孔尺寸对防冲促淤效果的影响规律。结果表明：该中性网格结构能显著减小局部冲刷坑内的流速,有效抑制局部冲刷,且对桩前来流来沙的影响微弱。孔径比7.7的网格防护结构可以使无黏性沙床上圆桩的局部冲刷深度减少92%,已存在的冲刷坑则可被修复73%。这些研究成果为桩墩局部冲刷防护提供一种新的思路。     

水流作用下斜桩局部冲刷及流场变化试验研究

为研究水流作用下斜桩周围局部冲刷特性及流场变化并掌握斜桩同垂直桩的差异,本研究在不同流速条件下开展了包含反斜桩、垂直桩、正斜桩等多种工况的水槽试验,测量分析了斜桩的冲刷历时曲线、床面形态、沿程流速分布、最大冲刷深度等数据.结果表明:清水条件下斜桩周围局部冲刷坑及桩后沙丘尺度明显减小;斜桩桩前最大冲刷深度随倾角的增加而逐...     

用Morison公式试算海洋内孤立波对桩柱的作用力和力矩

根据实测流速资料采用Morison公式初步计算了海洋内孤立波对桩柱的作用力和力矩。内孤立波对桩柱的作用力与表面波的作用力是明显不同的。内孤立波的作用力几乎分布在整个深度范围；它在铅直方向不但有量值变化。也有方向改变——第一模态内波的作用力在桩柱的上、下部位作用方向相反。表面波对桩柱的作用力随深度的增大较快的衰减。且深度的改变不会使作用力的方向发生变化。计算结果表明：引起2．1m／s水平流的内孤立波对桩柱产生的总作用力约相当于300m波长、18m波高的表面波的总作用力；由于海洋内孤立波能引起很大的水平流，它对海上石油平台桩柱产生的总作用力以及相对于海面的力矩是不能忽略的。因此，在海上石油平台设计中应充分重视内孤立波的作用。     

计算孤立桩柱上波流共同作用力的修正的Morison方程

自1950年Morison方程问世以来,它在海洋工程设计中得到了广泛的应用,同时,许多学者对它进行了大量的研究工作。对纯波浪情况和纯水流情况,按照Morison方程计算桩柱上的水动力,已经有较成熟的成果,然而对波浪与水流共同作用情况下桩柱上水动力的研究却很少,仅见于文献[1-8]。     

孤立桩柱上冰压力的经验公式计算法及试验验证

本文简要介绍了冰排在桩柱前挤压破坏和压屈破坏的判别、冰排运动的驱动力,然后比较了各国常用的一些计算冰力的经验公式,推荐了公式,并推荐了公式中系数的取值法,最后通过冰力模拟试验,验证了所推荐公式和系数取值法的正确性。     

波浪作用下海上墩式建筑物周围局部冲刷的试验研究

本文主要是通过试验研究和分析手段，对波动场的海上墩式建筑物周围的冲刷机理、冲刷形态进行探讨，对最大冲刷深度及其发生位置提出满足近海工程需要的预报公式，最后对动床模型律进行探讨。     

梅山港水道的冲淤演变

梅山港水道位于杭州湾以南、舟山群岛西侧的穿山半岛与梅山岛之间,是象山港口北岸沿岸小型潮流通道。根据历史资料,对梅山港水道岸线变迁、滩槽变化、纵剖面变化、横断面以及区域冲淤变化等进行了定量的研究。结合实测水文泥沙、地貌形态、沉积、人类开发活动等资料进行综合分析后认为:梅山港水道平面形态轮廓深受沿岸历史围涂筑塘的影响;梅山港水道整体上处于缓慢淤积的趋势;水道平面形态和泥沙运移特征具有涨潮槽的特性;七姓涂围涂工程等人类活动可能加剧梅山港水道的淤积过程。     

非线性随机系统的参数辨识及动态预报

鉴于含有加性噪声的指数模型描述了一类重要的非线性随机系统。本文给出这类系统的参数递推辨识算法，克服了迭代算法不能在线运行、需反复矩阵求逆的不足。当系统时变时，还采用了虚拟噪声技术来补偿因参数时变引起的建模误差，从而改善动态预报器的性能。应用这种方法，对油田采油井、注水井的套管损坏情况进行了多步动态预报，其精度令人满意     

南沙海区风浪分析与计算

根据南沙海区风浪实测资料,阐述了南沙海区波高的分布规律。应用相关分析法,通过多元回归计算,得出波要素与风速、风时之间的关系。对波高、波周期的相互关系作了统计分析并利用永署礁海洋观测站1990年1～7月的实测资料对计算结果作了验证。结果表明,南沙海区波高、波周期的计算值与实测值基本吻合。     

不同光声脉冲信号与液体非线性参量测量

在不同的条件下，脉冲激光在液体中激发的光声脉冲波的波阵面可近似为平面，柱面或球面．具有不同波阵面的声脉冲在液体中传播时，其前沿上升时间随传播距离的变化规律不同，因此，液体非线性参量和声脉冲上升时间改变量之间的关系也不同。本文讨论了平面、柱面和球面的波阵面的光声脉冲波的上升时间和传播距离的关系，并给出了相应的Ｂ／Ａ的表达式．     

南海表层沉积类型与沉积作用若干特征

根据底质的粒度分析结果，编制了南海表层沉积类型图。把南海的表层沉积划分为１２种主要的类型，它们的展布与水深线的走势大体一致。大陆架表层沉积物主要由现代沉积、再造沉积、残留沉积和少量残余沉积组成。半深海—深海沉积中生物碎屑的组成和含量往往成为确定沉积类型的重要因素。受碳酸盐溶解作用的影响，随着水深增大，钙质与硅质生物碎清含量呈相互消长的关系，沉积类型因而不同。     

水深数据计算的可视化方法

对多期水深数据的处理方法进行探讨,提出相应的计算机处理程序。经程序处理后的水深数据,可以找出其冲淤区、绘制冲淤等值线图和冲淤立体图;计算出其冲淤量和冲淤面积。还可以绘制出所测海区任意方向的多期剖面图及水深坡度图,从而揭示出冲淤规律。     

海冰物理特征值及其对桩柱作用力的测量

1970—1974年,我们在渤海湾进行了浮冰对固定平台桩柱作用力、浮冰漂移及海冰某些物理特征值的测量工作。本文着重介绍各项观测所使用的方法和仪器。关于观测资料的分析结果,将另文报道。一、浮冰对固定平台桩柱作用力的测量用电阻应变法测量浮冰对桩柱的作用力,其测量系统方框图如下。     

南海北部神狐海域海底滑坡在地震剖面上的识别及形成机制

海底滑坡广泛发育于海底陆坡,是沉积物往深海盆地搬运的重要方式。大规模的突发性海底滑坡事件不但可以改变海底地形地貌,还可能触发海啸,给沿海地区居民的生命和财产带来巨大损失。对海底滑坡地震响应特征进行研究,可以推断其物质来源、形成机制以及演化模式,为人类的防灾减灾提供科学依据。神狐海域地处被动大陆边缘,海底构造复杂,大陆坡较陡,具有发育海底滑坡的条件。结合最新采集的三维地震数据,在南海北部神狐海域发现了多期海底滑坡,研究表明,这些海底滑坡在地形上具有以下特征:在坡度剧烈变化处,有弧形主陡坎,沿着主要陡坎的两侧向下延伸则会出现近平行的侧壁,在海底峡谷侧壁和在较顺直的海底斜坡上存在圈椅状陡坎或陡壁。在对研究区海底滑坡的地震响应特征分析的基础上,研究了海底滑坡的地貌特征、内部结构及几何形态,探讨了南海北部陆坡神狐海域海底滑坡的形成机制,对于开展区域海洋工程,防止灾害发生具有重要意义。     

辽东湾海底铁、锰的氧化还原过程及化学成岩作用

于1988年6—7月在辽东湾进行了调查,对其沉积物间隙水中Fe~(2+),Mn~(2+)及有关参数的测定结果及相关分析表明,铁、锰平面与垂直分布类型的不同是由于Fe~(2+),Mn~(2+)氧化还原速率、扩散速度及控制体系不同的综合结果,得出Fe(Ⅱ,L)+S_2~(2-)→FeS_2(s)和Mn(Ⅳ,s)→Mn(Ⅱ,L)是控制辽东湾间隙水中Fe~(2+),Mn~(2+)浓度的主要体系,并用氧化还原界面层的一种简单模式讨论了铁、锰转移与其浓度-深度分布形状的关系。本文还应用Fick第一定律直接计算了沉积物-海水界面间铁、锰扩散转移通量。